Μια αντλία διάχυσης είναι μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για την άντληση αερίων με πίδακα ατμού υψηλής ταχύτητας ως μέσο μεταφοράς. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα ως αποτέλεσμα του γεγονότος ότι τα αέρια αντιστέκονται στη διάχυση στο ρεύμα των ατμών και έχουν μεγαλύτερη τάση να κινούνται μαζί με αυτό. Οι αντλίες διάχυσης χαρακτηρίζονται από πολύ χαμηλές πιέσεις λειτουργίας ή, ακριβέστερα, υψηλές τιμές κενού που μπορεί να φτάσουν τα 10-10 mbar. Ο ατμός που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά του αερίου είναι συνήθως το προϊόν βρασμού εξειδικευμένων ελαίων όπως το λάδι σιλικόνης στο τμήμα θερμαντήρα της αντλίας. Όταν κατευθύνεται μέσω του συγκροτήματος ακροφυσίου της αντλίας, ο ατμός επιταχύνεται σημαντικά και ανασύρει το αέριο μαζί του μέσω του σημείου εκκένωσης της αντλίας.
Το χαρακτηριστικό των αερίων που στηρίζει τη λειτουργία της αντλίας διάχυσης είναι η κλίση τους να μην διαχέονται ή να αναμιγνύονται με ένα ρεύμα ατμού αλλά μάλλον να κινούνται μαζί με αυτό. Αυτό μπορεί να φανεί καθαρά όπου ο ατμός εξέρχεται από ένα παράθυρο ή καπναγωγό. Καθώς το κάνει, μετακινεί μια στήλη αέρα μαζί της, προκαλώντας έτσι μια κυκλοφορία αέρα στο χώρο. Αν και μάλλον μέτριο σε έκταση, αυτό είναι ένα καλό παράδειγμα της ιδέας της αντλίας διάχυσης στην εργασία. Η κύρια διαφορά μεταξύ της λειτουργίας της αντλίας και του ψυχρού αερίου στο μπάνιο, ωστόσο, είναι η ταχύτητα με την οποία κινείται ο ατμός. Προκειμένου μια αντλία διάχυσης να φτάσει στο πλήρες δυναμικό της, ο ατμός που χρησιμοποιείται ως μέσο μεταφοράς επιταχύνεται σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες.
Οι αντλίες διάχυσης είναι πολύ απλές συσκευές χωρίς κινούμενα μέρη. Αυτό τα καθιστά ιδιαίτερα μακρόβια και εύκολα στη συντήρηση. Τα κύρια τμήματα σε ένα τυπικό παράδειγμα αποτελούνται από ένα τμήμα θερμαντήρα όπου παράγεται ο ατμός, μια είσοδο αερίου με αντλία, μια σειρά ακροφυσίων και μια έξοδο. Τα δευτερεύοντα στοιχεία αποτελούνται από πηνία ψύξης και αγωγούς επιστροφής λαδιού. Το υλικό ατμού θερμαίνεται μέχρι το σημείο βρασμού στο τμήμα του θερμαντήρα με τον ατμό που προκύπτει να κατευθύνεται στο τμήμα του ακροφυσίου. Εκεί ο ατμός επιταχύνεται πριν περάσει την είσοδο του αντλούμενου αερίου όπου τραβάει το αέριο στο κανάλι εξόδου.
Στο κανάλι εξόδου, ο ατμός ψύχεται και επανασυμπυκνώνεται σε υγρό. Στη συνέχεια, το επιταχυνόμενο αέριο εξέρχεται από το εσωτερικό τμήμα της αντλίας όπου επιστρέφει στην ατμοσφαιρική πίεση και εκκενώνεται. Το επανασυμπυκνωμένο λάδι στη συνέχεια ρέει πίσω στο τμήμα του θερμαντήρα. Τα υλικά ατμού σε μια αντλία διάχυσης είναι τυπικά έλαια με βάση τη σιλικόνη, αν και ο υδράργυρος χρησιμοποιείται συχνά σε ευαίσθητες εργαστηριακές εφαρμογές όπου η μόλυνση λαδιού είναι ανεπιθύμητη.